Ω形波纹管膨胀节极限分析和失稳研究

摘要

本文分别建立了单层多波、多层多波Ω形波纹管膨胀节的参数化轴对称有限元模型和单层多波Ω形波纹管膨胀节的参数化三维壳单元有限元模型，分析了带加强环的多层多波Ω形波纹管膨胀节在内压载荷作用下的极限载荷、同等厚度单层多波Ω形波纹管膨胀节在内压载荷作用下的极限载荷，并把分析结果与标准中的常规设计计算结果进行对比；对在轴向载荷作用下的带加强环的单层多波Ω形膨胀节进行线性失稳分析和初步的非线性分析，主要得出以下结论： 1)在内压作用下，多层多波Ω形膨胀节按标准中的常规设计公式计算的最大内压是偏保守的。 2)多层多波Ω形膨胀节的极限载荷随着接触对的摩擦系数的增大而增大，当摩擦系数增大到0.5时，极限载荷趋于稳定。 3)在内压作用下，单层多波Ω形膨胀节按标准中的常规设计公式计算的最大内压是偏保守的。 4)在内压作用下，与多层多波Ω形膨胀节相比，同等厚度的单层多波Ω形膨胀节能承受的极限载荷更大。 5)波数小于等于4时，线性失稳临界轴向载荷随着波数增加而变化的趋势并不是很明显；波数大于等于5时，线性失稳临界轴向载荷随着波数增加而明显下降；随着波数的增加，失稳形式由以平面失稳为主向以柱失稳为主过渡。 6)线性失稳临界轴向载荷随着壁厚的增加近似呈二次曲线的趋势增加。 7)由初步的非线性失稳分析可知，在本文研究的参数范围之内，此种形式波纹管在轴向载荷作用下的失稳不是弹性失稳，而是非弹性失稳，即开始发生失稳时的应力强度均已超过材料的初屈服极限。

目录

文摘

英文文摘

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第一章概论

第二章带加强环的Ω形膨胀节的极限分析

2.1带加强环的多层多波Ω形膨胀节的极限分析

2.2带加强环的单层多波Ω形膨胀节的极限分析

2.3带加强环的多层多波Ω形膨胀节和单层多波Ω形膨胀节极限分析的对比

第三章波纹管的稳定性分析

第四章结论

参考文献

致谢

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